Đang tải... (xem toàn văn)
TÀI LIỆUHƯỚNG DẪN CUỘC THI KHOA HỌC KỸ THUẬT CẨM NANG HỌC SINH Nghiên cứu khoa học và quy trình khoa học Nghiên cứu là quá trình mà con người khám phá hoặc tạo ra tri thức mới về thế giới mà chúng ta đang sống. Thi nghiên cứu khoa học, kĩ thuật học sinh trung học cơ sở và trung học phổ thông hướng đến việc phục vụ cho mục đích nghiên cứu này. Học sinh thiết kế dự án nghiên cứu, cung cấp các dữ liệu mang tính định lượng thông qua các cuộc thí nghiệm, phân tích và ứng dụng các dữ liệu đó. Các dự án là các bài thuyết trình, các nghiên cứu dựa trên số liệu, dự án mang tính thông tin hoặc nghiên cứu hệ thống, các mô hình giải thích hoặc các mô hình ráp không phù hợp với những Cuộc thi KHKT quốc gia dựa trên đề tài nghiên cứu. Thắc mắc có lẽ là một phần quan trọng nhất trong quá trình nghiên cứu khoa học và thường đi kèm với mệnh đề Nếu ... thì... Học sinh được khuyến khích tạo ra những cuộc thí nghiệm trong tầm kiểm soát cho phép các em có thể thiết lập một tiêu chuẩn và sau đó có thể thay đổi mỗi lần một yếu tố để có thể thấy được nó sẽ ảnh hưởng đến điều kiện ban đầu được coi như điều kiện tiêu chuẩn như thế nào. Do đó việc thắc mắc có thể dẫn đến những thí nghiệm hay quan sát mới.
TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN CUỘC THI KHOA HỌC KỸ THUẬT CẨM NANG HỌC SINH Nghiên cứu khoa học quy trình khoa học Nghiên cứu trình mà người khám phá tạo tri thức giới mà sống Thi nghiên cứu khoa học, kĩ thuật học sinh trung học sở trung học phổ thông hướng đến việc phục vụ cho mục đích nghiên cứu Học sinh thiết kế dự án nghiên cứu, cung cấp liệu mang tính định lượng thông qua thí nghiệm, phân tích ứng dụng liệu Các dự án thuyết trình, nghiên cứu dựa số liệu, dự án mang tính thông tin nghiên cứu hệ thống, mô hình "giải thích" mô hình ráp không phù hợp với Cuộc thi KHKT quốc gia dựa đề tài nghiên cứu Thắc mắc có lẽ phần quan trọng trình nghiên cứu khoa học thường kèm với mệnh đề "Nếu " Học sinh khuyến khích tạo thí nghiệm "trong tầm kiểm soát" cho phép em thiết lập tiêu chuẩn sau thay đổi lần yếu tố để thấy ảnh hưởng đến điều kiện ban đầu coi điều kiện tiêu chuẩn Do việc thắc mắc dẫn đến thí nghiệm hay quan sát Những nhà khoa học giỏi, đứng tuổi hay trẻ tuổi, thường sử dụng quy trình để nghiên cứu họ quan sát sống Quy trình thường gọi "phương pháp khoa học " gần gọi "chu trình khám phá " Những giai đoạn đề cập sau giúp bạn thực thí nghiệm khoa học thành công: 1) Luôn tò mò, lựa chọn lĩnh vực hẹp, hỏi câu hỏi: xác định khởi xướng/ định nghĩa vấn đề Điều quan trọng câu hỏi đặt kiểm chứng được, liệu thu thập để tìm câu trả lời Một câu hỏi kiểm chứng tiếp tục nhận dạng xác định kiểm nghiệm hay nhiều thông số để thấy ảnh hưởng thông số đến điều kiện ban đầu Câu hỏi không nên mang tính “thông tin” với việc tìm câu trả lời thông qua nghiên cứu sách 2) Rà soát lại tài liệu công bố liên quan đến vấn đề nghiên cứu Rà soát bao gồm đối chiếu qua điều lệ hướng dẫn 3) Đánh giá giải pháp tiềm đánh giá xem bạn nghĩ xảy (giả thuyết) 4) Nghiên cứu thực nghiệm (quy trình) Để thực thí nghiệm, điều quan trọng thay đổi lần thông số - điều kiện ảnh hưởng đến kết thí nghiệm - Điều khiến cho thí nghiệm trở thành thí nghiệm "nằm kiểm soát" 5) Thử thách kiểm tra giả thuyết bạn thông qua trình thí nghiệm (thu thập liệu) phân tích liệu Sử dụng biểu đồ giúp bạn nhìn thấy mẫu hình liệu 6) Đưa kết luận dựa chứng thực nghiệm từ thí nghiệm 7) Chuẩn bị báo cáo trưng bày giới thiệu 8) Báo cáo thảo luận kết với đồng nghiệp chuyên gia khoa học 9) Những vấn đề phát sinh từ thảo luận Quy trình tạo tảng cho dự án nghiên cứu khác có vấn đề phát sinh từ nghiên cứu quy trình lặp lại Gỉả thuyết thường thay đổi trình nghiên cứu Ủng hộ không ủng hộ giả thuyết bạn không quan trọng học hỏi khám phá trình thí nghiệm Nghiên cứu không dựa vào thực nghiệm Không phải tất lĩnh vực nghiên cứu dựa phương pháp nghiên cứu khoa học Bởi nhà kỹ sư, sáng chế, toán học, vật lý lý thuyết nhà lập trình máy tính, có mục đích khác so với nhà khoa học khác với quy trình làm việc khác biệt Quy trình mà họ áp dụng để giải đáp vấn đề trả lời câu hỏi khác tùy theo lĩnh vực nghiên cứu họ Mỗi người sử dụng tiêu chí khác để đến kết Các dự án chế tạo "Những nhà khoa học cố gắng để hiểu tự nhiên vận hành nào; nhà kỹ sư tạo chưa có" Một dự án chế tạo gồm có mục đích chế tạo, quy trình phát triển đánh giá cải tiến kỹ thuật Một dự án chế tạo có hoạt động sau: Xác định nhu cầu "làm cải tiến sản phẩm này?" Phát triển thiết lập tiêu chí thiết kế (có thể có nhiều 1) Thực nghiên cứu tìm tài liệu nghiên cứu từ trước để biết có sản phẩm hay sản phẩm có đặc điểm tương tự Tại hoàn thiện không hoàn thiện? Chuẩn bị thiết kế sơ danh sách nguyên liệu Xem xét chi phí yêu cầu sản xuất sử dụng Xây dựng kiểm tra mô hình thiết kế tối ưu Xem xét độ tin cậy, bảo dưỡng dịch vụ Tái kiểm tra thiết kế lại cần thiết Kiểm tra sản phẩm Trình bày kết Các dự án công nghệ thông tin Những dự án gắn liền với việc thiết lập thuật toán để giải toán cải tiến thuật toán tồn Những mô hình, phần mềm mô “thực ảo” lĩnh vực để tiến hành nghiên cứu Các dự án toán học Những dự án liên quan đến chứng, giải phương trình, v.v Toán học ngôn ngữ khoa học sử dụng để giải thích tượng hữu chứng minh ý tưởng khái niệm Các dự án lý thuyết Những dự án liên quan đến thí nghiệm tư duy, phát triển giả thuyết lý giải mới, thiết lập khái niệm mô hình toán học Các bước tiến hành 1) Lựa chọn chủ đề: Đây có lẽ bước khó khăn Lựa chọn chủ đề mà bạn muốn nghiên cứu tìm hiểu Ý tưởng phải xuất phát từ lĩnh vực mà bạn quan tâm Một sở thích bạn dẫn đến chủ đề tốt Có xảy sống mà bạn muốn hiểu biết thêm? Điều quan trọng lựa chọn vấn đề chủ đề không rộng giải đáp dựa việc nghiên cứu khoa học 2) Tìm hiểu chủ đề: Hãy đến thư viện mạng Internet để tìm hiểu chủ đề bạn Luôn hỏi Tại Điều xảy nếu… Hãy tìm kết không mong đợi chưa giải thích Bạn trao đổi với chuyên gia lĩnh vực 3) Tổ chức: Sắp xếp tổ chức tất bạn tìm hiểu chủ đề Đến thời điểm này, bạn nên giới hạn phạm vi nghiên cứu bạn tập trung vào ý tưởng cụ thể 4) Lập thời gian biểu: Hãy lựa chọn chủ đề không bạn quan tâm, mà hoàn thành với lượng thời gian mà bạn có Xác định vấn đề “có thể kiểm chứng” Thiết lập thời gian biểu để bạn quản lý thời gian cách hiệu Bạn cần thời gian để điền vào văn cần thiết xem lại Kế hoạch Nghiên cứu với người hướng dẫn Một số dự án định cần nhiều thời gian cần Hội đồng khoa học cấp sở phê duyệt trước Dành nhiều thời gian để thử nghiệm thu thập liệu Bạn cần thời gian để viết báo cáo thực mô hình thuyết trình 5) Chuẩn bị thí nghiệm bạn: Hãy suy nghĩ kỹ mô hình thí nghiệm Một bạn có ý tưởng nghiên cứu khả thi, viết kế hoạch nghiên cứu Báo cáo cần phải giải thích bạn thực thí nghiệm cần có xác Lưu ý bạn phải thiết kế thí nghiệm bạn theo dạng thí nghiệm “có kiểm soát” Điều nghĩa lúc bạn thay đổi thông số thí nghiệm Kết sau so sánh với liệu “tiêu chuẩn” bạn thu thập từ đầu, trước bạn thay đổi thông số Do đó, bạn thực thí nghiệm với thông số giới hạn có kiểm soát để tìm hiểu vấn đề Cũng thí nghiệm bạn, đảm bảo có đủ số liệu nhóm kiểm soát nhóm thực nghiệm để thí nghiệm có sở mặt thống kê Trong thí nghiệm nên bao gồm danh sách dụng cụ Khi hoàn tất bước chuẩn bị thí nghiệm (“quy trình”) tất học viên phải hoàn tất giấy tờ cần thiết 6) Tham vấn người hướng dẫn phê duyệt: Bạn cần thảo luận kế hoạch nghiên cứu với người hướng dẫn lấy chữ ký phê duyệt Khi xem xét lại kế hoạch nghiên cứu cần định xem liệu có cần thêm phải thông qua trước hay cần thêm giấy tờ không 7) Thực thí nghiệm: Trong trình thí nghiệm, ghi chép chi tiết tất thí nghiệm, số liệu đo đạc tượng quan sát vào sổ ghi Không dựa vào trí nhớ Bên cạnh đó, giám khảo thích sổ ghi chép! Sử dụng bảng liệu biểu đồ để ghi lại liệu định lượng 8) Phân tích kết quả: Khi bạn hoàn tất thí nghiệm, kiểm tra xếp kết Sử dụng biểu đồ thích hợp để minh hoạ liệu bạn Xác định mẫu hình từ biểu đồ Điều cho bạn câu trả lời cho vấn đề kiểm chứng bạn Thí nghiệm bạn có đem lại kết mong muốn không? Tại không? Thí nghiệm bạn có tiến hành với những bước giống không? Có cách giải thích khác mà bạn chưa xem xét tìm hiểu hay không? Có lỗi thực nghiệm trình thu thập liệu, tiến hành thí nghiệm hay quan sát không? Nhớ việc nắm lỗi thí nghiệm kỹ mà nhà khoa học phải phát triển Thêm vào đó, việc báo cáo có thông số không rõ ràng không làm thay đổi kết nghiên cứu thông tin giá trị Điều mang ý nghĩa “khám phá” việc tìm thay đổi yếu tố gây Hơn nữa, phân tích liệu qua thống kê để bạn hiểu giải nghĩa 9) Đưa kết luận: Những thông số kiểm chứng có tạo nên thay đổi so với tiêu chuẩn ban đầu bạn sử dụng không? Bạn thấy mẫu hình từ việc phân tích biểu đồ thể thông số? Những thông số quan trọng? Bạn thu thập đủ liệu chưa? Bạn có cần phải tiến hành thí nghiệm hay không? Giữ cách nhìn cởi mở - đừng thay đổi kết cho phù hợp với giả thuyết Nếu kết bạn không hỗ trợ giả thuyết, điều bình thường nhiều trường hợp điều tốt! Cố gắng giải thích bạn thu kết khác so với tài liệu bạn cung cấp Có phải sai số gây khác hay không? Nếu có, tìm chúng Cho dù kết khác nhau, bạn thực thành công nghiên cứu khoa học bạn đề vấn đề cố gắng tìm câu trả lời thông qua kiểm tra định lượng thực nghiệm Đây cách lĩnh hội tri thức giới khoa học Hãy nghĩ đến ứng dụng thực tế từ nghiên cứu Dự án sử dụng vào thực tế nào? Cuối cùng, bạn giải thích bạn cải tiến thí nghiệm cách làm bạn thay đổi Các yếu tố tạo nên dự án thành công Sổ lưu liệu dự án Cuốn sổ lưu dữu liệu dự án tài liệu có giá trị Những ghi chép cụ thể xác đem đến dự án lôgic thành công Việc ghi chép tốt thể cho giám khảo thấy quán chu đáo bạn giúp bạn việc viết báo cáo nghiên cứu Bảng liệu hữu ích Chúng trông “rối” đảm bảo tính xác liệu định lượng lưu trữ bảng liệu có kèm đơn vị Lưu ý ghi ngày tháng nhập liệu Báo cáo Nghiên cứu Báo cáo nghiên cứu phải chuẩn bị với sổ lưu liệu dự án tài liệu hay giấy tờ cần thiết khác Báo cáo nghiên cứu giúp bạn xếp liệu ý tưởng Một báo cáo thường có mục sau: a Trang bìa mục lục: Trang bìa mục lục giúp người đọc theo sát cấu trúc báo cáo cách nhanh chóng b Phần giới thiệu: Phần giới thiệu tạo bối cảnh cho báo cáo bạn Phần giới thiệu bao gồm mục đích, giả thiết, vấn đề mục đích nghiên cứu, lời giải thích lý nảy sinh ý tưởng nghiên cứu bạn hy vọng đạt c Tư liệu phương pháp: Miêu tả chi tiết phương pháp bạn sử dụng để thu thập liệu, quan sát chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm, v.v Báo cáo bạn phải đủ chi tiết để người khác lặp lại thí nghiệm từ thông tin báo cáo Kèm theo ảnh chi tiết vẽ dụng cụ tự chế Chỉ đính kèm theo dự án năm d Kết quả: Kết bao gồm liệu phân tích Kết phải kèm theo số liệu thống kê, biểu đồ, liệu thu thập, v.v e Thảo luận: Đây trọng tâm báo cáo So sánh kết bạn với giá trị lý thuyết, liệu công bố, qui tắc chung và/ kết trông đợi Thêm vào phần thảo luận sai số có Dữ liệu thay đổi lần lặp lại thí nghiệm tượng? Kết bạn bị ảnh hưởng yếu tố không kiểm soát? Bạn làm khác thí nghiệm lặp lại? Những thí nghiệm khác cần tiến hành? f Kết luận: Tóm tắt ngắn gọn kết bạn Báo cáo kết tìm dựa quan hệ yếu tố với yếu tố khác Hỗ trợ báo cáo bạn với liệu thực nghiệm (ví dụ: giá trị trung bình so với giá trị trung bình khác) Cần phải cụ thể, nói chung chung Không đề cập đến vấn đề phần kết luận mà chưa đề cập đến phần trước Bạn đề cập đến ứng dụng thực tế g Lời cám ơn: Bạn luôn nên bày tỏ biết ơn người hỗ trợ cho bạn, gồm cá nhân, doanh nghiệp tổ chức giáo dục nghiên cứu h Phần tham khảo: Danh sách tham khảo bạn nên kèm theo tài liệu bạn (bao gồm sách, báo, trang web, v.v ) Tham khảo số tài liệu hình thức trích dẫn tham khảo Đăng kí sáng chế Bản quyền Bạn xem xét việc đăng ký sáng chế quyền bạn muốn bảo vệ dự án Phần tóm tắt Sau hoàn tất nghiên cứu thí nghiệm, bạn cần phải viết tóm tắt Bản tóm tắt dài tối đa 250 từ trang Bản tóm tắt thường bao gồm a) mục đích thí nghiệm b) cách thức tiến hành, c) liệu, kết luận Tóm tắt bao gồm ứng dụng nghiên cứu Chỉ nên có phần nhỏ nhắc lại dự án trước Bản tóm tắt phải tập trung vào dự án thực năm không nên kèm theo a) lời cám ơn b) dự án cách thức tiến hành thực người cố vấn Các quy tắc phát triển để tạo điều kiện sau đây: • Bảo vệ quyền nghĩa vụ nghiên cứu viên đối tượng người • Bảo vệ sức khỏe sống đối tượng động vật có xương sống • Thực theo quy định liên bang việc quản lý nghiên cứu • Cung cấp hướng dẫn cho Cuộc thi KHKT quốc gia • Sử dụng phòng thí nghiệm thực hành an toàn • Mối quan tâm môi trường Trưng bày dự án Bạn muốn thu hút giới thiệu dự án Hãy tạo thuận lợi cho khán giả quan tâm giám khảo tiếp cận dự án bạn kết bạn thu Bạn muốn thu hút ý ban giám khảo thuyết phục họ nghiên cứu bạn có giá trị đáng xem xét kỹ Hầu hết gian trưng bày có phần đặt theo kiểu tự Các mô hình trưng bày thường đặt bàn Hầu hết giám khảo nhìn vào bảng trưng bày trước vấn Tận dụng tối đa diện tích sử dụng phần minh hoạ rõ ràng xác Gợi ý phần trưng bày (i) Năm tại: Đảm bảo bảng trưng bày phản ánh dự án năm Những tài liệu năm trước cho phép dự án bạn (ii) Tựa đề hay: Tựa đề bạn hình thức quan trọng việc thu hút quan tâm Một tựa đề hay nên thể cách đơn giản xác dự án nghiên cứu bạn tính chất Tựa đề phải khiến cho người xem phải muốn tìm hiểu thêm (iii) Kèm theo ảnh: Nhiều dự án kèm theo yếu tố mà không an toàn trưng bày Triển lãm, phần quan trọng dự án Bạn chụp ảnh phần quan trọng đó/những giai đoạn thí nghiệm sử dụng phần trưng bày, ảnh hình minh họa vật thí nghiệm người cần phải cho Phải ghi rõ nguồn cho ảnh (iv) Cần phải ngăn nắp: Đảm bảo phần trưng bày bạn theo quy trình trưng bày cách hợp lý dễ đọc Lưu ý đến người hay đọc lướt Chỉ cần ánh mắt, tìm nhanh chóng tựa đề dự án, tóm tắt, thí nghiệm, kết quả, kết luận Khi bạn xếp phần trưng bày mình, tưởng tượng nhìn lần đầu Đánh dấu kết sử dụng biểu đồ cần thiết để thể quan hệ hai yếu tố kiểm định Sử dụng biểu đồ để minh hoạ liệu cho người xem Những biểu đồ cho ta phương thức dễ dàng để nắm liệu xem liệu định lượng thu thập (v) Gây ý: Hãy làm cho khu trưng bày bạn bật Sử dụng tựa đề, bảng biểu đồ sặc sỡ rõ ràng để trình bày dự án bạn Đặc biệt ý đến dán nhãn tựa đề biểu đồ, hình vẽ, ảnh, bảng biểu để đảm bảo phần có tựa đề dán nhãn miêu tả nội dung trình bày Bất phải hiểu phần minh hoạ mà không cần giải thích thêm (vi) Trình bày xác đầy đủ: Cần đảm bảo bạn tuân theo quy định giới hạn kích cỡ quy định an toàn chuẩn bị phần trưng bày Thể tất tài liệu cần thiết cho dự án bạn Đảm bảo khu vực trưng bày giữ kiên cố, cần phải giữ nguyên chỗ thời gian tương đối dài Bạn phải xem xét trọng lượng dự án vận chuyển Việc gửi kiện hàng có trọng lượng lớn tốn Hãy sử dụng vật liệu nhẹ Lưu ý: Giám khảo chấm điểm dự án bạn, phần trưng bày Không sử dụng lượng thời gian tiền bạc nhiều việc chuẩn bị phần trưng bày Bạn đánh giá tiêu chí khoa học, phô diễn! Phần đánh giá Giám khảo đánh giá tập trung vào 1) thí sinh tiến hành năm tại; 2) thí sinh tuân thủ phương pháp khoa học, kỹ thuật, lập trình phần mềm toán học tốt đến mức nào; 3) chi tiết độ xác nghiên cứu trình bày sổ liệu 4) quy trình thí nghiệm có tiến hành cách khoa học Giám khảo đánh giá cao dự án chuẩn bị kỹ Họ đánh giá tầm quan trọng dự án bạn lĩnh vực đó; chu đáo bạn phần trăm ý tưởng thí nghiệm tác phẩm bạn Ban đầu, giám khảo lấy thông tin từ phần trưng bày bạn, phần tóm tắt báo cáo nghiên cứu để hiểu nội dung dự án, phần vấn định kết dự án bạn Giám khảo đánh giá cao thí sinh diễn giải thuyết trình cách thoải mái tự tin dự án Họ không hứng thú trình bày thuyết trình học thuộc lòng - họ muốn nói chuyện với bạn để xem bạn nắm vững nội dung dự án từ đầu đến cuối Quan trọng bạn cần phải bắt đầu phóng vấn cách Đầu tiên chào hỏi giám khảo giới thiệu thân Bạn muốn tạo ấn tượng tốt Hình thức, thái độ tốt, trang phục nhiệt tình với bạn làm gây ấn tượng cho giám khảo Giám khảo thường hỏi số câu hỏi để kiểm tra hiểu biết sâu bạn dự án như: “Ý tưởng nảy đến với bạn nào?” “Vai trò bạn gì?” “Những bạn chưa làm được?” “Bạn có kế hoạch với dự án?” “Những ứng dụng thực tế dự án bạn gì?” Nhớ giám khảo cần phải biết liệu bạn có hiểu nguyên tắc khoa học đằng sau dự án hay lĩnh vực chủ đề bạn không Họ muốn biết liệu bạn đo đạc phân tích xác liệu hay chưa Họ muốn biết liệu bạn tìm nguồn sai số dự án bạn bạn áp dụng kết vào thực tế Cuối cùng, giám khảo khuyến khích nỗ lực khoa học bạn mục tiêu/sự nghiệp lĩnh vực khoa học Hãy thư giãn, mỉm cười tận hưởng thời gian với họ để học hỏi nhận khen ngợi cho thành lao động bạn TIÊU CHÍ CHẤM DỰ ÁN DỰ THI CUỘC THI KHKT NĂM HỌC 2013-2014 Đối với Dự án khoa học Điểm Tiêu chí (tổng điểm 100) Câu hỏi NC 10 Kế hoạch NC phương pháp NC 15 Tiến hành NC (thu thập, phân tích sử dụng liệu) 20 Tính sáng tạo 20 Trình bày (gian trưng bày trả lời vấn) 35 Ghi Đối với Dự án kỹ thuật Điểm (tổng điểm 100) Tiêu chí Vấn đề NC 10 Kế hoạch NC phương pháp NC 15 Tiến hành NC (xây dựng thử nghiệm) 20 Tính sáng tạo 20 Trình bày (gian trưng bày trả lời vấn) 35 10 Ghi